Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Thèse de Gwennhael Brackx effectuée sous la direction de Gaëlle Charron et Jérôme Gallairdet (IPGP).

Soutenance le lundi 23 janvier 2017 à 14h30.

Lieu : bâtiment Condorcet, Salle 454A (4e étage). La soutenance sera suivie d’un pot au 6e étage.

Approche multidisciplinaire pour la détection de métaux lourds en environnements aquatiques

Résumé :

La gestion de l’eau douce est un problème majeur partout dans le monde. Les activités anthropiques liées à l’industrie, à l’agriculture et à l’implantation humaine sont les principales sources de pollutions de l’eau. Afin mettre en place des politiques de prévention de la pollution, de réhabilitation des environnements aquatiques ou de recyclage des eaux usées, il est nécessaire d’acquérir des données massives sur la qualité de l’eau. Or, les méthodes actuelles de suivi des contaminants présentent des coûts élevés et de faibles débits de mesure du fait de leur incompatibilité avec un déploiement sur le terrain. Ces deux freins majeurs ne permettent pas de suivre les concentrations en polluant et notamment en métaux lourds dans les milieux aquatiques à des échelles spatiales et temporelles pertinentes. Plusieurs organisations internationales, dont l’ONU, ont de ce fait recommandé le développement de nouvelles méthodes analytiques plus performantes.

Nous proposons ici une technique de mesure des contaminants métalliques lourds basée sur la diffusion Raman exaltée de surface (ou SERS en anglais) qui permettrait d’envisager un déploiement à grande échelle sur le terrain.

Le SERS présente de nombreux avantages pour l’analyse environnementale dont la sensibilité, la spécificité, la rapidité de mesure, l’adaptabilité aux matrices complexes ainsi que le coût modéré d’un instrument portable. Nous détaillerons donc la construction de la sonde SERS dédiée à la quantification de l’ion métallique lourd cible Zn2+, qui est un marqueur géochimique de contaminations d’origine anthropique, ainsi que les traitements de données nécessaire à l’établissement d’une quantification. Puis, nous examinerons la robustesse de la méthode de quantification vis-à-vis des sources de variabilités qui seront inévitablement rencontrées dans les eaux naturelles, lors d’une utilisation directe sur le terrain.